大黃素抗肝癌作用機(jī)制的研究進(jìn)展

舒遵華，王慧林，劉揚(yáng)揚(yáng)，楊 明，王珊珊，來(lái)慶娟，熊 壯*

（1.長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，長(zhǎng)春 130021；2.長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)，長(zhǎng)春 130117）

大黃素是蓼科植物大黃、砂仁等中草藥的有效成分之一，現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)大黃素具有抗炎、抗菌、抗腫瘤、抗氧化、輕度瀉下、保肝等多種生物學(xué)活性[1-3]。多項(xiàng)體內(nèi)外研究均已證實(shí)，大黃素治療肝癌效果顯著，且作用于細(xì)胞的途徑多樣，現(xiàn)對(duì)大黃素抗肝癌治療的研究現(xiàn)狀綜述如下。

1 抑制肝癌細(xì)胞增殖

大黃素能抑制肝癌細(xì)胞增殖。李凱明等[4]對(duì)肝癌HepG2 細(xì)胞進(jìn)行動(dòng)物體內(nèi)外研究，通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)結(jié)合羥基熒光素二醋酸鹽琥珀酰亞胺脂標(biāo)記發(fā)現(xiàn)，經(jīng)大黃素-8-O-β-D-葡萄糖苷體（EG）作用后的第2 代HepG2 細(xì)胞，熒光強(qiáng)度比第1 代明顯減弱，證明了EG 能夠抑制HepG2 細(xì)胞分裂。王昕雯等[5]用大黃素體外作用肝癌SMMC7721 細(xì)胞發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞活力及生長(zhǎng)狀態(tài)與大黃素作用時(shí)間呈負(fù)相關(guān)，通過(guò)流式細(xì)胞儀測(cè)得大黃素作用后的癌細(xì)胞主要處于細(xì)胞間期，即G0/G1 期，控制細(xì)胞進(jìn)入分裂期可能是大黃素抑制細(xì)胞增殖的主要手段。

2 促進(jìn)肝癌細(xì)胞凋亡

2.1 改變線粒體膜通透性促進(jìn)凋亡 內(nèi)源性活性氧（reactive oxygen species,ROS）產(chǎn)生和代謝的主要場(chǎng)所是線粒體，一般情況下處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，當(dāng)ROS 產(chǎn)生過(guò)量時(shí)，反過(guò)來(lái)就會(huì)作用于線粒體，使線粒體受損，尤其是線粒體DNA[6]，導(dǎo)致線粒體膜電位下降，細(xì)胞通透性改變，內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)受到破壞，細(xì)胞發(fā)生凋亡。熊思敏等[7]體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)觀察到大黃素能夠促使肝癌HepG2細(xì)胞凋亡，其主要機(jī)制是線粒體膜通透性改變。

2.2 多途徑串話促進(jìn)凋亡 線粒體細(xì)胞色素（Cyt C）是線粒體電子傳遞鏈的重要組成部分，位于線粒體內(nèi)膜，當(dāng)線粒體遭到破壞時(shí)，Cyt C 流入細(xì)胞漿，參與胞漿內(nèi)的某些非正常反應(yīng)，最終誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。線粒體凋亡蛋白（Smac）同樣位于線粒體內(nèi)膜，其主要作用是在凋亡啟動(dòng)后，促進(jìn)凋亡反應(yīng)的力度和強(qiáng)度，使細(xì)胞順利凋亡。楊阿莉等[8]利用肝癌SMMC-7721 細(xì)胞進(jìn)行體外研究，證實(shí)大黃素通過(guò)促進(jìn)Cyt C 和Smac mRNA 的表達(dá)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)大黃素誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡也可能是通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、死亡受體及線粒體[9]等串話途徑實(shí)現(xiàn)，一般情況下，凋亡刺激信號(hào)通過(guò)激活三種通路中的一種來(lái)完成細(xì)胞的凋亡，但在某些特定條件下，這三種通路可通過(guò)相互聯(lián)系而同時(shí)啟動(dòng)，此時(shí)即是串話，在這個(gè)過(guò)程中線粒體是信號(hào)傳導(dǎo)分子的靶點(diǎn)，Cyt C 和Smac 則是實(shí)現(xiàn)細(xì)胞凋亡的重要元素。

2.3 促使凋亡誘導(dǎo)因子、核酸內(nèi)切酶G 表達(dá)促進(jìn)凋亡 凋亡誘導(dǎo)因子（apoptosis inducing factor,AIF）具有促凋亡性質(zhì)，結(jié)合于線粒體膜間隙，含有包括細(xì)胞核和線粒體在內(nèi)的定位信號(hào)序列。核酸內(nèi)切酶G（endonuclease,EndoG）是一種線粒體核酸酶，與AIF一樣，也存在于線粒體膜間隙[10]，當(dāng)線粒體通透性改變時(shí)，這兩種物質(zhì)流入細(xì)胞質(zhì)，再轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，切割細(xì)胞核染色質(zhì)，使DNA 片段化，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。李密等[10]發(fā)現(xiàn)大黃素誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞發(fā)生凋亡的主要機(jī)制是促使AIF、EndoG的表達(dá)，啟動(dòng)非Caspase依賴途徑。

2.4 通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激促進(jìn)凋亡 研究證實(shí)大黃素通過(guò)啟動(dòng)Caspase 依賴途徑來(lái)發(fā)揮促凋亡作用[11]，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是指內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)蛋白的錯(cuò)誤折疊與未折疊蛋白聚集以及鈣離子平衡失調(diào)等，可激活細(xì)胞內(nèi)多條信號(hào)通路，最終引起細(xì)胞適應(yīng)、損傷和凋亡等[12]，目前認(rèn)為引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的情況復(fù)雜多樣，當(dāng)應(yīng)激過(guò)強(qiáng)時(shí)，細(xì)胞的保護(hù)機(jī)制與外邪無(wú)法相抗衡，就會(huì)引起細(xì)胞的損害，造成細(xì)胞凋亡。

2.5 誘導(dǎo)自噬促進(jìn)凋亡 在應(yīng)對(duì)內(nèi)外環(huán)境的變化時(shí)，細(xì)胞會(huì)啟動(dòng)自我保護(hù)機(jī)制，比如自噬等。自噬是細(xì)胞通過(guò)自身溶酶體來(lái)實(shí)現(xiàn)自我消化的過(guò)程。黨中峰等[13]的另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)大黃素作用的肝癌HepG2細(xì)胞，自身產(chǎn)生了大量的自噬泡，進(jìn)一步的研究證實(shí)，大黃素通過(guò)提高自噬標(biāo)記蛋白LC3-II 的表達(dá)誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生自噬現(xiàn)象，這也進(jìn)一步提高了大黃素的促凋亡作用。

2.6 調(diào)控經(jīng)典信號(hào)通路促進(jìn)凋亡 P13K 是一種胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶，AKT 是信號(hào)蛋白，兩者被激活后能調(diào)節(jié)肝癌細(xì)胞的增殖、分化和凋亡等。倪華等[14]證實(shí)大黃素呈時(shí)間和濃度相關(guān)性的表現(xiàn)出對(duì)肝癌Hep3b 細(xì)胞的抑制和促凋亡作用，PI3K/AKT 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受到大黃素調(diào)控是發(fā)生這種現(xiàn)象的主要機(jī)制。王昕雯等[5]體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大黃素能促使肝癌SMMC7721 細(xì)胞凋亡，用逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)（Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction,RT-PCR）試驗(yàn)檢測(cè)到Bax 基因表達(dá)增加，Bcl-2 基因表達(dá)降低，認(rèn)為上調(diào)Bax 基因，下調(diào)Bcl-2 基因是大黃素作用于SMMC-7721 的主要機(jī)制。Bal 家族對(duì)于細(xì)胞的凋亡發(fā)揮著重要作用，一方面Bax 等能促進(jìn)細(xì)胞死亡發(fā)生，另一方面Bal-2 等又能抑制細(xì)胞的凋亡[15-16]。

3 抑制肝癌細(xì)胞遷移及侵襲能力

3.1 抑制細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化能抑制肝癌細(xì)胞的遷移與侵襲 高俊霞等[17]用大黃素體外作用于肝癌HepG2細(xì)胞，通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)得一定范圍內(nèi)細(xì)胞的遷移和侵襲能力隨著大黃素濃度的增加逐漸減弱。肝癌細(xì)胞遷移、侵襲主要依賴上皮—間質(zhì)（Epithelial-mesenchymal transition,EMT）轉(zhuǎn)化，E-cadherin 是位于上皮細(xì)胞膜外的跨膜糖蛋白，與胞漿中的某些物質(zhì)形成復(fù)合體后，一端與細(xì)胞膜相連，另一端則與肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架相連，這種結(jié)構(gòu)增加了細(xì)胞間的黏附性，減弱了細(xì)胞的遷移與侵襲能力。

3.2 抑制基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）的表達(dá)能抑制細(xì)胞的遷移和侵襲 徐賢綢等[18]在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭杏^察到大黃素作用于胰腺癌肝轉(zhuǎn)移細(xì)胞時(shí)，抑制了肝癌細(xì)胞的遷移和侵襲，基質(zhì)金屬蛋白酶-2（MMP-2）和基質(zhì)金屬蛋白酶-9（MMP-9）的表達(dá)受到抑制可能是大黃素作用的主要機(jī)制?；|(zhì)金屬蛋白酶MMPs 是由癌細(xì)胞產(chǎn)生的，目的是通過(guò)降解細(xì)胞外基質(zhì)達(dá)到細(xì)胞向深處浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移的效果，因此通過(guò)測(cè)定這兩種蛋白的含量能夠判斷細(xì)胞遷移和侵襲的能力及程度。

4 抑制腫瘤微環(huán)境中新生血管的生成

惡性腫瘤組織在分裂增殖過(guò)程中需要大量的氧及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)供給能量，當(dāng)分裂過(guò)快時(shí)，局部就會(huì)出現(xiàn)氧匱乏，新生血管形成的一個(gè)重要條件就是缺氧，細(xì)胞適應(yīng)缺氧條件的一個(gè)關(guān)鍵因素就是缺氧誘導(dǎo)因子-1（hypoxia inducible factor-1,HIF-1α）的生成，因此HIF-1α 的高表達(dá)能夠誘導(dǎo)新生血管形成[19-21]。高俊霞等[22]證實(shí)了大黃素可能通過(guò)抑制HIF-1α mRNA 的表達(dá)，從而降低VEGF mRNA 的表達(dá)來(lái)抑制HepG2 細(xì)胞新生血管的形成，其機(jī)制即為上述缺氧誘導(dǎo)機(jī)制。

5 小結(jié)

大黃素治療肝癌效果顯著且作用途徑多樣，如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及死亡受體等信號(hào)傳導(dǎo)途徑。多條通路對(duì)肝癌細(xì)胞增殖的抑制，細(xì)胞凋亡數(shù)量的增加、細(xì)胞遷移及侵襲能力的減弱以及新生血管生成的減少等都有很好的作用。目前，對(duì)于肝癌腫瘤微環(huán)境，大黃素是否起作用研究較少，有待進(jìn)一步深入探究。另一個(gè)方面，大黃素與化學(xué)藥物聯(lián)合應(yīng)用的相關(guān)文獻(xiàn)表明，化學(xué)藥物與大黃素聯(lián)用后，能夠明顯抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，將是未來(lái)治療模式之一，但具體作用機(jī)制尚未探明。綜上，大黃素的相關(guān)研究仍停留在細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)水平，全面而深入的研究大黃素抗肝癌作用機(jī)制，并評(píng)估其安全性，為臨床驗(yàn)證做好基礎(chǔ)將可能是未來(lái)趨勢(shì)。